KR101275652B1

KR101275652B1 - 셀룰러 무선 통신 시스템용 액세스 네트워크, 게이트웨이및 관리 서버

Info

Publication number: KR101275652B1
Application number: KR1020087011638A
Authority: KR
Inventors: 필립 듀플레시스; 피에르 레스큐어
Original assignee: 알까뗄 루슨트
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2013-06-18
Also published as: ES2349049T3; US20080254807A1; WO2007057732A1; KR20080077117A; EP1786222B1; EP1786222A1

Abstract

셀룰러 무선 통신 시스템용 액세스 네트워크는 고객 구내(customer premises)에 배치되고 무선 링크들을 이동국들에 제공하는 게이트웨이들(5) 및 사설 운영자 네트워크(20)를 포함한다. 이 사설 운영자 네트워크는 기지국 제어 유닛들(22), 보안 게이트웨이들(21) 및 홈 게이트웨이 관리 서버(26)를 포함한다. 보안 게이트웨이는 광대역 공중 네트워크(6)를 통해서 홈 게이트웨이들과 통신하기 위한 보안 터널들을 설정하기 위한 보안 인터페이스를 갖는다. 각각의 홈 게이트웨이는 보안 게이트웨를 통해서 사설 운영자 네트워크의 홈 게이트웨이 관리와 통신하여 홈 게이트웨이에 할당되는 기지국 제어 유닛들 중 하나의 어드레스를 얻는다. 홈 게이트웨이에 포함되는 기지 송수신국은 보안 게이트웨이를 갖는 보안 터널 및 사설 운영자 네트워크를 통해서 할당된 기지국 제어 유닛과 인터페이스한다.

사설 운영자 네트워크, 홈 게이트웨이 관리 서버, 광대역 공중 네트워크, 기지 송수신국, 기지국 제어 유닛

Description

셀룰러 무선 통신 시스템용 액세스 네트워크, 게이트웨이 및 관리 서버{Access network, gateway and management server for a cellular wireless communication system}

본 발명은 셀룰러 무선 네트워크들용 홈 게이트웨이들의 배치에 관한 것이다.

UMTS(" 범용 이동 통신 서비스") 유형의 3세대(3G) 셀룰러 네트워크들에 대한 특정 출원이 후술될 것이다. 그러나, 매우 다양한 유형들의 디지털 셀룰러 시스템들이 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

소위 홈 기지국들(HBS)을 셀룰러 운영자들인 고객들에 제공하는 것이 제안되어 왔다(예를 들어, 미국 특허 6,615,035호 참조). 이와 같은 유닛은 고객의 전화 랜드 라인(land line)에 연결되어야 하고 셀룰러 기반구조의 무선 인터페이스와 유사한 무선 인터페이스를 제공한다. 고객이 집에서, 즉 HBS의 범위 내에서 자신의 핸드셋을 이용하는 경우, 호출이 셀룰러 네트워크 대신 공중 교환 전화망(PSTN) 및 랜드 라인을 통해서 설정된다. 셀룰러 기반구조의 셀들 및 HBS의 커버리지 간의 이동 기능들은 제공되지 않는다.

홈 기지국들의 배치는 특히 무선 엔지니어링 및 액세스 제어하는데 여러 문제들을 갖는다. HBS는 셀룰러 기반구조의 커버리지를 확장시키도록 설계되지 않았지만, 오히려 고객이 PSTN 요금(tariff)에 따라서 통신을 즐기면서 집에서 자신의 핸드셋을 이용하도록 하는데 간편하다.

HBS의 개념이 지금까지 매우 성공적이지는 않지만, 셀룰러 운영자에게 있어 언제나 당면과제인 실내 커버리지를 제공할 가능성을 갖고 있다. 이 장점은 또한 "홈 게이트웨이"의 개념에도 존재한다. 홈 게이트웨이(HGW)는 또한 셀룰러 기반구조의 무선 인터페이스와 유사한 무선 인터페이스를 제공하지만, 이는 PSTN이 아니라 광대역 데이터 네트워크와 인터페이스 한다. HGW의 커버리지는 완전히 통합되는 네트워크의 셀로서 간주될 수 있다.

대부분의 현대 셀룰러 네트워크들에서, 셀 사이트들은 기지국 제어기 또는 무선 네트워크 제어기(RNC)라 칭하는 장비에 의해 제어된다. RNC는 감독하에서 셀들 및 이동국들을 위한 많은 무선 자원 제어(RRC) 기능들을 제공한다. 이 때문에, 일반적으로 지금까지 제안된 HGW들은 기지국 기능성 이외에도 RNC 기능성을 포함한다. 이 아키텍쳐는 여러가지 단점들을 갖는다. 특히 코어 네트워크의 스위칭 노드들이 많은 수의 RNCs와 인터페이스하는데 적합하지 않기 때문에 고객 구내 장비와 셀룰러 운영자의 코어 네트워크와의 인터페이스와 관련된 많은 문제들이 존재한다. 게다가, 유망한 HGW의 개념에 대해서, 게이트웨이의 비용은 가능한 낮게 유지되어야만 되고 RNC 기능성의 존재는 이 목표에 적합하지 않다.

본 발명의 목적은 HGW의 복잡도를 최소화할 수 있고 액세스 네트워크의 RNC와 관련성을 위하여 제공되는 또 다른 아키텍쳐를 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명은 고객 구내 및 사설 운영자 네트워크에 배치된 홈 게이트웨이들을 포함하는 셀룰러 무선 통신 시스템을 위한 액세스 네트워크를 제공한다. 각각의 홈 게이트웨이는 무선 링크들을 적어도 하나의 이동국에 제공하고 기지국 제어 유닛과 인터페이스 하도록 광대역 공중 네트워크 및 기지 송수신국을 통해서 통신하기 위한 인터페이스를 갖는다. 이 사설 운영자 네트워크는 기지국 제어 유닛들, 적어도 하나의 보안 게이트웨이 및 적어도 하나의 홈 게이트웨이 관리 서버를 포함한다. 보안 게이트웨이는 광대역 공중 네트워크를 통해서 홈 게이트웨이들과 통신하기 위한 보안 터널들을 설정하기 위한 보안 인터페이스를 갖는다. 각각의 홈 게이트웨이는 사설 운영자 네트워크의 홈 게이트웨이 관리 서버와 보안 게이트웨이를 통해서 통신하도록 배치되어 이 홈 게이트웨이에 할당되는 기지국 제어 유닛들 중 하나의 어드레스를 얻는다. 홈 게이트웨이의 기지 송수신국은 보안 게이트웨이를 갖는 보안 터널 및 사설 운영자 네트워크를 통해서 이 홈 게이트웨이에 할당되는 기지국 제어 유닛과 인터페이스 한다.

HGW는 고객의 집에서 설치될 셀룰러 액세스 포인트를 형성하여, 실내 커버리지에 대한 해법을 제공한다. 셀룰러 무선 통신 시스템과 호환될 수 있는 어떠한 단말기도 HGW를 통해서 통신하는데 사용될 수 있다. RNC 기능들은 원격 기지국 제어 유닛에서 구현됨으로써, HGW의 복잡도 및 비용은 고객 시장과 호환될 수 있도록 가능한 낮게 유지될 수 있다.

이 액세스 네트워크의 아키텍쳐는 인터넷과 같은 광대역 공중 네트워크를 통해서 BTS(HGW)/RNC 인터페이스를 안전하게 반송(carry)할 수 있다. 이의 장점들 중 또 다른 장점은 셀룰러 운영자의 코어 네트워크에 영향을 미치지 않는다는 것이다.

HGW 레벨에서 필요로 되는 프로비져닝 동작들(provisioning operations)은 또한 최소화된다. 고객에 전달되는 바와 같은 HGW는 보안 게이트웨이를 간단히 호출하고 나서 홈 게이트웨이 관리 서버를 호출하여 자신의 구성 파라미터들뿐만 아니라 할당된 기지국 제어 유닛(RNC)의 식별을 복구한다. 유용한 실시예에서, 메모리 모듈은 홈 게이트웨이에 제공되고 할당된 기지국 제어 유닛의 어드레스 및 구성 파라미터들을 복원하기 위한 홈 게이트웨이 관리 서버의 어드레스를 포함한다.

홈 게이트웨이 관리 서버는 홈 게이트웨이들의 적어도 일부에 각 기지국 제어 유닛들을 동적으로 할당하기 위한 할당 모듈을 갖는 것이 바람직하다. 적어도 하나의 홈 게이트웨이에 할당되는 기지국 제어 유닛은 사설 운영자 네트워크의 기지국 제어 유닛들 간의 부하 평형 기준을 토대로 선택되어 혼합 위험을 최소화할 수 있다.

대안적으로, 할당 모듈은 규정된 위치를 갖는 홈 게이트웨이를 위한 셀룰러 네트워크의 또 다른 기지국 제어 유닛과의 연결성을 갖는 기지국 제어 유닛을 선택할 수 있는데, 상기 다른 기지국 제어 유닛은 상기 위치를 커버하는 적어도 하나의 셀을 감독한다. 동작시 HGW의 위치가 공지되면, 이는 고객의 단말기의 이동성이 통신 동안 HGW의 커버리지로부터 셀룰러 네트워크의 레귤러 BTS의 커버리지까지 가능하게 한다.

본 발명의 또 다른 양상은 셀룰러 무선 통신 시스템의 액세스 네트워크용 홈 게이트웨이에 관한 것으로서, 이 액세스 네트워크는 기지국 제어 유닛들, 적어도 하나의 보안 게이트웨이 및 적어도 하나의 홈 게이트웨이 관리 서버를 갖는 사설 운영자 네트워크를 포함한다. 이 홈 게이트웨이는 광대역 공중 네트워크를 통해서 통신하기 위한 인터페이스, 적어도 하나의 이동국에 무선 링크들을 제공하고 사설 운영자 네트워크의 기지국 제어 유닛과 인터페이스하기 위한 기지 송수신국 및 사설 운영자 네트워크의 홈 게이트웨이 관리 서버와 보안 게이트웨이를 통해서 통신하기 위한 수단을 가져 상기 홈 게이트웨이에 할당되는 기지국 제어 유닛들 중 하나의 어드레스를 얻음으로써, 기지 송수신국은 보안 게이트웨이 및 상기 홈 게이트웨이 간의 광대역 공중 네트워크를 통해서 설정된 보안 터널 및 사설 운영자 네트워크를 통해서 상기 홈 게이트웨이에 할당된 기지국 제어 유닛과 인터페이스 한다.

본 발명의 또한 다른 양상은 셀룰러 무선 통신 시스템의 액세스 네트워크용 홈 게이트웨이 관리 서버에 관한 것으로서, 상기 액세스 네트워크는 상기 홈 게이트웨이 관리 서버, 기지국 제어 유닛들 및 적어도 하나의 보안 게이트웨이를 포함하는 사설 운영자 네트워크 및 고객 구내에 배치된 홈 게이트웨이들을 포함하는데, 각각의 홈 게이트웨이는 기지국 제어 유닛과 인터페이스하고 적어도 하나의 이동국에 무선 링크들을 제공하기 위한 기지 송수신국 및 광대역 공중 네트워크를 통해서 보안 게이트웨이와 통신하기 위한 인터페이스를 갖는다. 홈 게이트웨이 관리 서버는 보안 게이트웨이를 통해서 상기 홈 게이트웨이에 할당되는 기지국 제어 유닛들 중 하나의 각 어드레스를 홈 게이트웨이들 중 적어도 하나의 게이트웨이에 전송하기 위한 수단을 갖는다.

본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 첨부한 도면과 관련한 비제한적인 예시적인 실시예들의 이하의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.

도1은 본 발명의 실시예를 포함한 셀룰러 무선 통신 시스템의 블록도.

도2는 본 발명을 따른 홈 게이트웨이를 포함한 고객 장비의 블록도.

도3은 본 발명을 따른 홈 게이트웨이의 구성의 상이한 단계들을 도시한 도면.

도4는 본 발명을 따른 홈 게이트웨이 관리 서버의 예시적인 실시예의 블록도.

도1을 참조하면, 종래의 UMTS 시스템은 패킷 교환 서비스들을 위한 SGSN으로서 회로 교환 서비스들을 위한 MSC라 칭하는 상호접속된 스위치들을 포함한 코어 네트워크(CN)(1)를 갖는다. UMTS 지상 무선 액세스 네트워크(UTRAN) 아키텍쳐에서 다수의 무선 네트워크 제어기들(RNCs)(2)은 CN 스위치들에 연결된다. 각 RNC(2)는 UMTS 표준들에서 러브(lub)라 칭하는 인터페이스를 통해서 다수의 기지 송수신국들(BTSs)(3) 또는 "노드들 B"을 감독한다. BTSs는 액세스 네트워크에 의해 커버될 지역에 걸쳐 분포된다. 각 BTS는 셀룰러 서비스가 공중에 이용될 수 있는 하나 또는 여러 셀들에 서비스한다.

본 발명을 따르면, 홈 게이트웨이들(HGW들)(5)은 여러 종류의 셀들을 규정하기 위하여 액세스 네트워크에 부가된다. HGW(5)는 레귤러 (BTS)(3)와 동일한 무선 인터페이스를 사용한다. 간편성을 위하여, HGW들(5)의 세트는 BTSs(3)에 의해 사용되는 것과 다른 특정 캐리어 주파수를 할당받어, HGW들와의 간섭으로 인한 액세스 네트워크의 공중 파트의 무선 엔지니어링에서 복잡성을 피하게 한다. HGW의 무선 범위는 낮은데, 전형적으로 수십 미터이다. 이는 고객 구내에서 설치됨으로, 셀룰러 운영자가 실내 커버리지를 제공하도록 하는 유효한 수단이다.

HGW(5)는 인터넷(6)에 광대역 액세스를 위한 고객의 디지털 가입자 라인(DSL), 예를 들어, 비대칭 디지털 가입자 라인(ADSL)을 사용한다. 고객의 DSL은 HGW(5)을 인터넷 서비스 제공자(ISP)의 라우터(7)에 연결한다.

구내 통신망(LAN)(2)로서 조직된 사설 운영자 네트워크는 셀룰러 액세스 네트워크로의 통합 HGW들를 위하여 제공된다. 사설 운영자 네트워크(20)의 유닛들은:

- 인터넷(6)에 연결되고 인터넷(7)을 통해서 HGW들를 갖는 보안 터널들을 설정할 수 있는 보안 게이트웨이들(SGW)(21);

- 코어 네트워크(1)에 각각 연결되는 H-RNC로서 본원에 지정된 다수의 RNCs(22);

- 전형적으로 RADIUS 프로토콜을 이용하는 인증 서버(23);

- 표준 동적 호스트 구성 프로토콜(DHCP)에 따라서 IP 어드레스들을 HGW들에 제공하기 위한 DHCP 서버(24);

- 도메인명 서버(DNS)(25); 및

- 홈 게이트웨이 관리 서버(26) 또는 홈 게이트웨이 데이터베이스(HGDB)를 포함한다.

예시적인 실시예(도2)에서, HGW(5)는 에더넷 보드(11), Wifi 보드(12), TV 디코더(13), 등과 같은 다른 모듈과 함께 빌트-인 유닛 또는 주변 유닛 중 하나로서 셋 탑 박스(10)에 속한다. 네트워크 어드레스 트랜스레이터(NAT) 모듈(14)은 가입자의 액세스 라인(16)을 통해서 인터넷과 인터페이스하고 고객의 사설 어드레싱 도메인으로부터 공중 어드레싱 도메인을 분리하기 위한 셋 탑 박스(10) 내에 제공된다.

HGW(5)는 UMTS 표준의 노드 B 기능을 수행하는데 적합한 네트워크(TCP/IP) 인터페이스(8) 및 BTS 유닛(9)을 갖는다. HGW(5)는 또한 특정 파라미터들이 저장되는 메모리 마이크로카드(MMC) 모듈(15)와 부합되는데, 이는:

-국제 이동 가입자 아이덴터티(IMSI)와 동일한 방식으로 코딩될 수 있는 판독만을 위하여 액세스될 수 있는 HGW 식별자(ID);

- HGW에 의해 접촉될 주 SWG(21)의 IP 어드레스. 백업 SGW IP 어드레스는 또한 주 SGW가 이용될 수 없는 경우에 제공될 수 있다.

- HGW에 의해 접촉될 HGDB 26의 IP 어드레스; 및

- 외부로부터 임의의 가능한 액세스 없이 MMC의 내부적으로 저장된 HGW을 위한 보안 신용들(security credentials)을 포함한다.

HGW(5)의 제어 모듈(18)은 BTS 유닛(9)의 동작을 감독하고 MMC 모듈(15) 및 부가 설명되는 바와 같은 사설 운영자 네트워크(20)와 정보를 교환한다.

HGW(5)가 고객에게 전달되기 전, 일부 사전-구성은 관련된 보안 신용들 및 HGW ID를 생성하며, 이들을 RADIUS 서버(23)FH 기록하고, 상기-열거된 파라미터들 을 MMC 모듈(15)로 로딩하는데 필요로 된다. 게다가, HGW ID의 동작을 위하여 필요로 되는 임의의 고객-특정 파라미터들은 규정되어 HGDB(26)에 저장된다.

HGW(5)는 플러그 앤 플레이가 되도록 설계된다. 고객이 플러그 인되고 자신의 HGW를 활성화 할 때, 이의 제어 모듈(18)은 MMC 모듈(15)에 기록된 IP 어드레스에서 SGW(21)에 자동적으로 접촉한다. 이는 도3에 도시된 인터넷 액세스 단계(30)를 초기화한다. RADIUS, 서버(23)와 관련하여, SGW는 HGW의 인증과 HGW를 갖는 IPsec 터널(17)의 설정에 의해 진행한다. 이 보안 터널(17)은 인터넷(16)을 통해서 H-RNC(22) 및 HGW의 BTS 유닛(9) 간의 UMTS 러브 인터페이스를 캡슐화하도록 사용된다. 보안 터널의 사용은 인증받지 않은 HGW들이 CN(1)으로부터 서비스를 얻는 것을 방지하고 다양한 가능한 보안 위협들을 피하게 한다.

이 구성의 다음 단계(31)는 HGW의 제어 모듈(18)에 의해 DHCP 서버(24)로 전송되는 요청에 의한 HGW로 IP 어드레스의 할당이다. 그 후, 단계(32)에서, HGW(5)의 제어 모듈(18)은 어드레스가 MMC 모듈(15)에 저장되는 HGDB(26)와 접촉하고 이 HGDB로부터 이 HGW에 할당되는 H-RNC(22)의 도메인 명을 포함한 모든 고객-특정 파라미터들을 검색한다. 단계(33)에서, H-RNC의 IP 어드레스는 DNS(25) 및 HGW의 제어 모듈 간의 교환에 의해 리졸브(resolve) 된다. 그 후, 이 HGW(5)는 할당된 H-RNC(22)로 인해 BTS 유닛(9)의 부착에 의해 진행된다.

부착 단계(attachment phase)(34)에서, HGW는 부착 요청을 자신의 H-RNC(22)로 전송한다. H-RNC는 HGDB(26)로부터 이 HGW를 하여 프로비젼된 모든 파라미터들을 검색하고 HGW로의 부착을 확인한다. 그 후, BTS 유닛(9)은 자신의 범위 내에 위치되는 하나 이상의 단말기들(UE, "사용자 장비")를 위한 통신들을 지원할 수 있다.

부착 단계(34)는 HGW(5)가 스위칭 온 될때마다 반복된다. H-RNC의 요청시 HGDB(26)에 의해 리턴되는 파라미터들은 HGW에 현재 할당되는 H-RNC(22)의 아이덴터티를 포함한다. 할당이 시간에 걸쳐서 변경되고 이 경우에 제어 모듈(18)에 의해 접촉되고 HGDB로부터 또 따른 H-RNC의 ID를 수신하는 H-RNC는 불일치성을 유의하여 메시지를 HGW로 리턴시켜 HGW가 자신의 구성 절차를 처음부터 재개하도록 한다. 이는 HGW 및 이의 새로운 서비스하는 H-RNC 간의 새로운 링크를 설정할 것이다. 그 후, 이전 H-RNC는 감독된 BTSs의 리스트로부터 HGW를 제거한다.

선택적으로, 특정 구성후 단계들은 HGW의 실제 소유자가 공지되자마자 실행되어 긴급 서비스들을 위한 설정된 HGW의 지리적 좌표들 추가 설명되는 어떤 유용한 실시예들에서 이용가능한 일부 이동도 정보와 같은 사전 저장된 고객-특정 파라미터들에 정보를 부가한다.

도 4는 LAN(20)과의 TCP/IP 인터페이스(40), 상술된 바와 같이 HGW들(5)의 제어 모듈과 정보를 교환하기 위한 HGW 구성 모듈(41) 및 H-RNC 관리 모듈(42)을 갖는 HGBD(26)의 가능한 구조를 도시한다. HGBE(26)은 2개의 데이터베이스들(43, 44)를 갖는데, 한 데이터베이스는 HGW 데이터를 저장하기 위한 것이고 한 데이터베이스는 H-RNC 데이터를 저장하기 위한 것이다.

HGW 데이터베이스(43)는 MMC 모듈들(15) 뿐만 아니라 HGW들(5)에 각각 할당되는 H-RNCs(22)의 식별을 프로그램할 때 생성되는 고객-특정 데이터를 포함한다.

H-RNC 데이터베이스(44)는 사설 LAN(20)의 H-RNCs(22)의 포트에 관한 OMC 정 보를 포함한다. 특히, 이는 각 H-RNC(22)를 위하여:

- 할당되는 HGW들의 수와 관련하여 H-RNC의 부하의 표시;

- 코어 네트워크(1)의 스위치들의 연결성을 제공할 수 있는 셀룰러 네트워크의 공중 파트의 RNCs(2)를 식별하는 연결성 정보를 포함할 수 있다.

H-RNC 관리 모듈(42)은 H-RNC 데이터베이스(44)의 컨텐츠를 갱신하는 역할을 한다. 이는 또한 상술된 부착 단계(34)에서 H-RNC(22)와 통신한다.

HGBD(26)는 H-RNCs(22)를 HGW들(5)에 할당하기 위하여 상이한 전략들 또는 알고리즘들을 적용할 수 있는 할당 모듈(45)를 부가적으로 갖는다.

유용한 실시예에서, RNC 풀링 방식이 사용되는데, 이 방식에서 할당 모듈(45)은 HGW(5)가 셋업 공정을 실행, 즉 스위칭 온될 때마다 적어도 로딩된 RNC(H-RNC 데이터베이스(44)의 정보를 기반)를 할당한다.

이와 같은 방식은 사설 LAN(20)의 H-RNCs(22)중 부하 평형 기준을 이용하여 HGW를 위하여 선택되는 기지국 제어 유닛을 선택한다. 평형화될 부하가 상이하게 측정될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 부착된 HGW들의 수들과 관련하여서 만 측정되는 대신에, 고객의 활동도 또는 이와 같은 통신들의 평균 처리량에 따라서 특정 H-RNC를 통해서 설정된 평균 통신 량으로부터 도출되는 가중치를 고려할 수 있다. 이와 같은 가능성이 사용되면, 가중치들을 결정하기 위한 파라미터들은 H-RNCs(22)에 의해 H-RNC 데이터베이스(44)에 저장하기 위한 관리 모듈(44)에 제공되어야 한다.

이동도 옵션이 특정 사용자들에게 제공될 때, 이들의 HGW들(5)의 위치는 H- RNC 데이터베이스(44)에 저장되는 연결성 정보와 함께 할당 모듈(45)에 의해 고려된다.

예를 들어, 도1에서, 점선의 원은 셀룰러 네트워크의 공중 파트의 BTS(3a)에 의해 서비스되는 엄브렐러(umbrella) 셀의 무선 커버리지 하에 있다. HGW(5a)의 소유자가 이동도 옵션에 가입하면, 그/그녀는 HGW가 설치되는 위치를 나타내어야만 한다. 위치 정보, 엄블렐러 셀의 BTS(3a)의 식별자 및 BTS(3a)를 감독하는 RNC(2a)의 식별자는 HGW(5a)를 위하여 제공되는 레코드의 부분으로서 HGW 데이터베이스(43)에 저장된다. 단계(32)에서, HGDB(26)가 HGW(5a)에 의해 접촉될 때, 할당 모듈(45)은 데이터베이스(43)로부터 이동도 옵션이 HGW를 위하여 활성화되고 RNC(2a)의 식별자를 복원한다는 것을 통지한다. H-RNC 데이터베이스(44)를 조사함으로써, CN(1)을 통한 연결성이 존재하는 H-RNC(22)를 선택하고 선택된 H-RNC가 HGW(5a)에 응답하여 표시된다.

게다가, 부착 단계(34)에서 H-RNC의 요청의 수신시, H-RNC 관리 모듈(42)은 HGW 데이터베이스(43)로부터 엄브렐러 셀의 BTS(3a)의 식별자(또는 HGW가 하나 이상의 셀 내에 있는 경우 이와 같은 식별자들의 그룹)를 검색하고 이(들) 식별자(들)은 HGW 구성 파라미터들의 파트로서 H-RNC로 리턴된다. 그 후, H-RNC(22)는 어느 BTS가 가능한 통신 핸드오버를 위한 HGW(5a)를토애서 통신하는 UE에 의해 모니터링되는지를 HGW(5a)에 신호전송한다. 대응하는 정보는 공통 시그널링 채널 상에 브로드캐스트되는 시스템 정보로 HGW(5a)에 의해 포함되거나 전용 채널 상의 UE로 전송된다.

HGW들이 특정 캐리어 주파수를 이용하는 상술된 실시예에서, HGW(5a)는 일반적으로 내부주파수 측정들을 위한 임의의 이웃 셀들을 나타내지 않는데, 그 이유는 HGW로부터 또 다른 HGW로의 핸드오버들이 일반적으로 허용되지 않기 때문이다. 이웃 셀(들)(BTS(3a))의 UE에 의한 모니터링은 소위 압축된 모드에서 행해지는데, 이 모드에서 UE가 전송 갭들은 통신이 진행되는 동안 주파수간 측정들을 수행하도록 제공된다. 서비스하는 HGW(5a)로부터 수신되는 신호 및 이웃하는 BTS(3a)로부터 압축된 모드에서 수신된 신호들에 대한 UE에 의해 행해지는 측정들은 무선 자원 제어(RRC) 절차들의 파트로서 서비스하는 H-RNC(22)에 보고된다. H-RNC에 의해 검사되는 핸드오버 기준들은 HGW(5a)에 의해 행해진 측정들에 의해 가능한 완료되는 이와 같은 측정들을 기반으로 하여, 핸드오버가 통신에서 관찰되는 무선 조건들을 토대로 필요로 되는지를 결정한다. 주파수간 핸드오버가 결정될 때, 대응하는 시그널링은 새로운 BTS(3a)(CN(1)에 의해 보장되는 연결성으로 인해)로 전송되고 HGW(5a) 내의 구 BTS(9)를 통해서 UE로 전송된다.

모듈(45)은 특히 상기 이동도 옵션이 일부 HGW들에만 적용되면 상이한 HGW들를 위하여 병렬로 상이한 할당 알고리즘들을 사용할 수 있다. 예를 들어, H-RNC 풀링 방식은 이동도 옵션 없이 HGW들에 적용될 수 있다.

H-RNCs(22)는 셀룰러 네트워크의 공중 파트의 RNCs(2)와 기능적으로 유사하다. 다음 차이들에 주목할 수 있다.

- 연역적으로 프로비젼된 노드(B)가 존재하지 않는다. HGW는 상술된 메커니즘을 이용하여 동적으로 부착된다.

- 제어된 BTSs(9)와의 H-RNC 인터페이스는 상술된 바와 같은 IP 프로토콜을 기반으로 한다.

- 새로운 메커니즘은 H-RNC(22)를 위하여 구현되어 요청시 HGDB(26)에 부착된 HGW들DML 수 및/또는 상술된 가중 파라미터들을 제공한다. 이는 HGDB(26)가 H-RNCs간의 부하를 평형화하는 경우에 필요로 된다.

- 호출 처리 태스크는 액세스 그랜트 리스트(AGL)에 대해 검사하는 IMSI를 포함하도록 수정될 수 있다.

게다가, H-RNC(22)의 디멘죤잉(dimensioning)은 일반적으로 RNC(2)의 디멘죤잉과 상이할 것이다. 종래의 RNC(2)는 전형적으로 1000 내지 2000 BTSs(3)를 관리하도록 설계되거나. 상대적으로 높은 트래픽 용량(예를 들어 약 4 Erlang)을 각각 갖는 셀들을 관리하도록 설계된다. 대조적으로, H-RNC는 더 낮은 트래픽 용량(예를 들어, 약 0.1 Erlang)의 50000 또는 100000 HGW들까지 관리할 수 있어야만 된다.

액세스 그랜트 리스트(AGL)는 매 UE가 HGW(5)를 통해서 통신하도록 허용되지 않는 상황에서 유용하다. HGW(5)가 자신의 소유자의 사설 DLS 액세스를 이용할 때, 이는 HGW 소유자에 의해 명시적으로 허용되는 사용자들로의 액세스를 제한하도록 서비스를 선택적으로 제공하는데 유용하다. AGL은 소정의 HGW를 통해서 통신하도록 인증된 사용자들의 IMSI(예를 들어 최대 16개의 IMSIs)의 리스트를 포함한다. 이것은 HWG 데이터베이스(43)에 영구적으로 저장되고 부착 단계(34) 동안 할당된 H-RNC에 다운로딩된다.

HGDB에서 각 HGW(5)가 적용되는 억제 정책을 규정할 수 있다. 이하의 표1은 3가지 가능한 정책들의 특징들을 도시하는데, 즉 AGL을 기반으로 한 억제가 존재하는 경우를 도시한다.

OPEN 정책은 상대적으로 격리된 장소들에 적용하고자 하는 것으로, 즉, 소유자가 자신의 HWG로의 액세스를 실질적으로 관리하길 원하지 않으면 이웃들로부터 거의 또는 전혀 간섭이 없는 장소들에 적용하고자 하는 것이다. 그 후, HGW(5)는 네트워크의 외부 커버리지의 확장으로서 간주될 수 있다.

PRIVATE 정책은 또한 격리된 장소들을 위한 것으로 간주되지만 소유자가 액세스에 대해 어떤 제어를 하길 원하는 경우들에도 해당된다. 그러나, 이 경우에, 임의의 "비-허용된" 사용자는 HGW 및 수신 호출들에 대해 로밍할 수 있지만, 이는긴급 원인으로 인해 식별되는 호출들을 제외하면 호출들을 발신하도록 할 수 없다.

CLOSED 정책은 HGW(5)을 이용하는 누군가에 대해 전체 제어를 하기 원하는 소유자들에 적용되고 도심 지역들에서와 같이 근접 이웃의 HGW들에서 파퓰레이트(populted)되는 지역들에서 사용될 수 있다. 위치 에어리어(LA) 갱신(*)의 거부는 "금지된 LA"원인으로 인해 성취되어 사용자가 자신으로부터 보다 이웃의 HGW로부터 더 밀접할 때 니어-파 이슈를 해결한다. 이 정책을 이용하는 HGW들은 자신들의 소유자 및 AGL에 등록된 사용자들을 제외하면 실외 커버리지의 확장들로서 간주될 수 없다.

정책	OPEN	PRIVATE	CLOSED
이동 발신된 호출들(표준)에 대한 거부들?	아니오	예	예
이동 발신된 호출들(긴급)에 대한 거부들?	아니오	아니오	아니오
위치 에어리어 갱신에 대한 거부들	아니오	아니오	예(*)
이동 단말된 호출들에 대한 거부들	아니오	아니오	예

표1

소정 IMSI에 대한 연결 요청이 PRIVATE 또는 CLOSED 정책이 적용되는 HGW에 할당되는 H-RNC에서 수신될 때, H-RNC는 호출 유형을 검사하고 필요한 경우 IMSI가 HGW에 속하는 AGL에 속하는지 여부를 검사하여 연결 셋업이 계속되는지를 결정한다.

본 발명은 예시를 위하여 UMTS 네트워크의 특정 경우에 상술되었다. 이는 다양한 종류들의 셀룰러 네트워크에 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 예를 들어 패킷 교환된(PS) 도메인에 대해서만 가입자들에게 제공되는 특정 서비스들에 대해서만 사설 운영자 LAN(20) 및 HGW들(5)를 제공할 수 있는데, 회로 교환된(CS) 도메인 서비스들은 네트워크의 공중 파트를 통해서 전달된다.

Claims

고객 구내(customer premises)에 배치된 홈 게이트웨이들(5) 및 사설 운영자 네트워크(20)를 포함하는 셀룰러 무선 통신 시스템용 액세스 네트워크에 있어서:

각각의 홈 게이트웨이는 무선 링크들을 적어도 하나의 이동국에 제공하고 기지국 제어 유닛과 인터페이스하기 위하여 광대역 공중 네트워크(6) 및 기지 송수신국(9)을 통해서 통신하는 인터페이스(8)를 가지며,

상기 사설 운영자 네트워크는 기지국 제어 유닛들(22), 적어도 하나의 보안 게이트웨이(21) 및 적어도 하나의 홈 게이트웨이 관리 서버(26)를 포함하고, 상기 보안 게이트웨이는 상기 광대역 공중 네트워크를 통해서 홈 게이트웨이들과 통신하기 위한 보안 터널들(17)을 설정하기 위한 보안 인터페이스를 가지며,

각각의 홈 게이트웨이는 상기 사설 운영자 네트워크의 홈 게이트웨이 관리 서버를 갖는 상기 보안 게이트웨이를 통해 통신하도록 구성되어 상기 홈 게이트웨이에 할당되는 상기 기지국 제어 유닛들 중 하나의 어드레스를 얻고,

홈 게이트웨이의 상기 기지 송수신국은 상기 보안 게이트웨이를 갖는 보안 터널 및 상기 사설 운영자 네트워크를 통해서 상기 홈 게이트웨이에 할당되는 상기 기지국 제어 유닛과 인터페이스하는, 셀룰러 무선 통신 시스템용 액세스 네트워크.
제 1 항에 있어서,

상기 홈 게이트웨이 관리 서버(26)는 상기 홈 게이트웨이들(5) 중 적어도 일부에 각각의 기지국 제어 유닛들(22)을 동적으로 할당하기 위한 할당 모듈(45)을 갖는, 셀룰러 무선 통신 시스템용 액세스 네트워크.
제 2 항에 있어서,

상기 할당 모듈(45)은 상기 사설 운영자 네트워크(20)의 상기 기지국 제어 유닛들 간의 부하 평형 기준을 토대로 선택된 기지국 제어 유닛(22)을 적어도 하나의 홈 게이트웨이(5)에 할당하도록 구성되는, 셀룰러 무선 통신 시스템용 액세스 네트워크.
제 2 항에 있어서,

상기 할당 모듈(45)은 규정된 위치를 갖는 홈 게이트웨이(5a)에 상기 셀룰러 네트워크의 또 다른 기지국 제어 유닛과(2a)의 접속성을 갖는 기지국 제어 유닛(22)을 할당하도록 구성되며, 상기 다른 기지국 제어 유닛은 상기 위치를 커버하는 적어도 하나의 셀을 감독하는, 셀룰러 무선 통신 시스템용 액세스 네트워크.
제 4 항에 있어서,

규정된 위치를 갖는 상기 홈 게이트웨이(5a)에 할당된 상기 기지국 제어 유닛(22)은 상기 홈 게이트웨이의 기지 송수신국(9)을 통해 설정된 통신이, 상기 통신의 무선 조건들에 의존하여 상기 다른 기지국 제어 유닛(2a)에 의해 감독되는 셀에 핸드오버되도록 구성되는, 셀룰러 무선 통신 시스템용 액세스 네트워크.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 홈 게이트웨이(5)는 구성 파라미터들을 복원하기 위한 홈 게이트웨이 관리 서버(26)의 어드레스 및 상기 할당된 기지국 제어 유닛(22)의 어드레스를 포함하는 메모리 모듈(15)을 갖는, 셀룰러 무선 통신 시스템용 액세스 네트워크.
제 6 항에 있어서,

상기 메모리 모듈(15)은 상기 사설 운영자 네트워크(20)의 보안 게이트웨이(21)의 어드레스를 더 포함하는, 셀룰러 무선 통신 시스템용 액세스 네트워크.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 홈 게이트웨이들(5) 중 적어도 하나는 상기 홈 게이트웨이 관리 서버(26)에서 저장된 액세스 그랜트 리스트와 연관되며, 상기 액세스 그랜트 리스트는 상기 홈 게이트웨이들 중 상기 하나를 통해서 통신하도록 인증되는 이동국들을 지정하는, 셀룰러 무선 통신 시스템용 액세스 네트워크.
제 8 항에 있어서,

상기 액세스 그랜트 리스트는 상기 홈 게이트웨이들 중 상기 하나를 상기 기지국 제어 유닛에 부착시키는 부착 단계(a phase of attachment)(34)에서 상기 홈 게이트웨이 관리 서버(26)로부터 상기 홈 게이트웨이들 중 상기 하나에 할당되는 상기 기지국 제어 유닛(22)으로 다운로딩되는, 셀룰러 무선 통신 시스템용 액세스 네트워크.
셀룰러 무선 통신 시스템의 액세스 네트워크용 홈 게이트웨이에 있어서:

상기 액세스 네트워크는 기지국 제어 유닛들(22), 적어도 하나의 보안 게이트웨이(21) 및 적어도 하나의 홈 게이트웨이 관리 서버(26)를 갖는 사설 운영자 네트워크(20)를 포함하고, 상기 홈 게이트웨이(5)는 광대역 공중 네트워크(6)를 통해서 통신하기 위한 인터페이스(8), 적어도 하나의 이동국에 무선 링크들을 제공하고 상기 사설 운영자 네트워크의 기지국 제어 유닛과 인터페이스하기 위한 기지 송수신국(9), 및 상기 기지 송수신국이 상기 보안 게이트웨이와 상기 홈 게이트웨이 사이의 상기 광대역 공중 네트워크를 통해서 설정된 보안 터널 및 상기 사설 운영자 네트워크를 통해서 상기 홈 게이트웨이에 할당된 상기 기지국 제어 유닛과 인터페이스하도록, 상기 홈 게이트웨이에 할당되는 상기 기지국 제어 유닛들 중 하나의 어드레스를 얻기 위해, 상기 보안 게이트웨이를 통해서 상기 사설 운영자 네트워크의 홈 게이트웨이 관리 서버와 통신하기 위한 수단(18)을 포함하는, 셀룰러 무선 통신 시스템의 액세스 네트워크용 홈 게이트웨이.
제 10 항에 있어서,

구성 파라미터들을 복원하기 위한 홈 게이트웨이 관리 서버(26)의 어드레스 및 상기 할당된 기지국 제어 유닛(22)의 어드레스를 포함하는 메모리 모듈(15)을 더 포함하는, 셀룰러 무선 통신 시스템의 액세스 네트워크용 홈 게이트웨이.
제 11 항에 있어서,

상기 메모리 모듈(15)은 상기 사설 운영자 네트워크(20)의 보안 게이트웨이(21)의 어드레스를 더 포함하는, 셀룰러 무선 통신 시스템의 액세스 네트워크용 홈 게이트웨이.
셀룰러 무선 통신 시스템의 액세스 네트워크용 홈 게이트웨이 관리 서버에 있어서:

상기 액세스 네트워크는 고객 구내에 배치된 홈 게이트웨이들(5) 및 상기 홈 게이트웨이 관리 서버(26), 기지국 제어 유닛들(22) 및 적어도 하나의 보안 게이트웨이(21)를 포함하는 사설 운영자 네트워크(20)를 포함하고, 각각의 홈 게이트웨이는 광대역 공중 네트워크(6) 및 적어도 하나의 이동국에 무선 링크들을 제공하고 기지국 제어 유닛과 인터페이스하기 위한 기지 송수신국(9)을 통해서 보안 게이트웨이(21)와 통신하기 위한 인터페이스(8)를 가지며, 상기 홈 게이트웨이 관리 서버(26)는 상기 보안 게이트웨이를 통해서 상기 홈 게이트웨이에 할당되는 상기 기지국 제어 유닛들 중 하나의 각각의 어드레스를 상기 홈 게이트웨이들 중 적어도 하나에 전송하기 위한 수단(41)을 갖는, 셀룰러 무선 통신 시스템의 액세스 네트워크용 홈 게이트웨이 관리 서버.
제 13 항에 있어서,

상기 홈 게이트웨이들(5) 중 적어도 일부에 각각의 기지국 제어 유닛들(22)을 동적으로 할당하기 위한 할당 모듈(45)을 더 포함하는, 셀룰러 무선 통신 시스템의 액세스 네트워크용 홈 게이트웨이 관리 서버.
제 14 항에 있어서,

상기 할당 모듈(45)은 상기 사설 운영자 네트워크(20)의 상기 기지국 제어 유닛들 사이의 부하 평형 기준을 토대로 선택된 기지국 제어 유닛(22)을 적어도 하나의 홈 게이트웨이(5)에 할당하도록 구성되는, 셀룰러 무선 통신 시스템의 액세스 네트워크용 홈 게이트웨이 관리 서버.
제 14 항에 있어서,

상기 할당 모듈(45)은 상기 셀룰러 네트워크의 또 다른 기지국 제어 유닛(2a)과의 접속성을 갖는 기지국 제어 유닛(22)을 규정된 위치를 갖는 홈 게이트웨이(5a)에 할당하도록 구성되며, 상기 다른 기지국 제어 유닛은 상기 위치를 커버하는 적어도 하나의 셀을 감독하는, 셀룰러 무선 통신 시스템의 액세스 네트워크용 홈 게이트웨이 관리 서버.
제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 홈 게이트웨이들(5)의 각각의 하나와 연관된 적어도 하나의 액세스 그랜트 리스트를 저장하기 위한 수단(43)을 더 포함하며, 상기 액세스 그랜트 리스트는 상기 홈 게이트웨이들 중 상기 하나를 통해서 통신하도록 인증되는 이동국들을 지정하는, 셀룰러 무선 통신 시스템의 액세스 네트워크용 홈 게이트웨이 관리 서버.
제 17 항에 있어서,

상기 기지국 제어 유닛에 상기 홈 게이트웨이들 중 상기 하나를 부착시키는 부착 단계(34)에서 상기 홈 게이트웨이들(5) 중 상기 하나에 할당되는 상기 기지국 제어 유닛(22)에 상기 액세스 그랜트 리스트를 다운로딩하는 수단(42)을 더 포함하는, 셀룰러 무선 통신 시스템의 액세스 네트워크용 홈 게이트웨이 관리 서버.